02 de enero de 2019
02.01.2019

Los diez avances sobre el cerebro conseguidos durante 2018

El Instituto de Neurociencias de la UMH cierra un año productivo, con más de medio centenar de publicaciones

02.01.2019 | 13:22

El año que hemos dejado atrás ha sido muy productivo en el Instituto de Neurociencias, centro mixto del CSIC y la Universidad Miguel Hernández de Elche, con más de medio centenar de publicaciones. De ellas destacamos estas diez notables aportaciones al estudio del cerebro.

1-El desequilibrio entre neurotransmisores, origen común de los trastornos psiquiátricos: Patologías aparentemente tan dispares como los trastornos del espectro autista, la esquizofrenia o la ansiedad tienen una base común: el desequilibrio entre los neurotransmisores excitadores e inhibidores, según una investigación que se publicó la revista Cell Reports, liderada por Juan Lerma, responsable del grupo de Fisiología Sináptica del Instituto de Neurociencias en Alicante CSIC-UMH. Un aumento leve de la dosis del gen Grik4 lleva a un desequilibrio persistente en la actividad excitatoria e inhibitoria que repercute en la adecuada respuesta. En concreto el grupo del profesor Lerma comprobó que hay un exceso en la tasa de liberación del principal neurotransmisor excitatorio del sistema nervioso central, el glutamato. La zona del cerebro afectada por ese desequilibrio determina la patología y los síntomas asociados a ella. "Este cambio en la trasmisión sináptica no es desmesurado. Está en el rango de los que hacen posible la plasticidad necesaria para permitir el aprendizaje y el almacenamiento de recuerdos", aclara el doctor Lerma. Sin embargo, sus efectos sí tienen un gran impacto sobre el comportamiento.

2-La aparición de las capacidades humanas: El nivel de actividad de genes ampliamente conservados durante la evolución, y no la aparición de nuevos genes, fue clave para la expansión de la corteza cerebral, que hizo posible su gran complejidad en los mamíferos. Esta modulación dio lugar a una nueva forma de neurogénesis más eficiente, que impulsó en los mamíferos la multiplicación exponencial del número de neuronas, la expansión de la corteza cerebral y, con ello, la aparición, en última instancia, de las capacidades que nos definen como humanos. Este notable descubrimiento del Grupo de Neurogénesis y Expansión Cortical que dirige el doctor Víctor Borrell, del Instituto de Neurociencias en Alicante CSIC-UMH, se publicó en Cell.

3-Reparar los nervios dañados: El grupo del doctor Hugo Cabedo, responsable del grupo de Control molecular de la mielinización axonal descubrió cómo los nervios periféricos inducen la reparación de la capa de mielina que los rodea para que se vuelva restablecer la comunicación neuronal después de una lesión. Este hallazgo puede aportar pistas para lograr el objetivo largamente perseguido de reparar las lesiones medulares. El trabajo, que se publicó en el Journal of Cell Biology, puede ser importante también para mejorar el tratamiento de algunas enfermedades en las que la mielina se deteriora, como la de Charcot Marie Tooth, de origen genético, o el síndrome de Guillain-Barré. Algunos estudios sugieren que la mielina también está alterada en la enfermedad de Alzheimer, por lo que el trabajo del doctor Cabedo podría aportar una nueva pieza al puzle de esta devastadora enfermedad.

4-Nueva pista en alzheimer: El grupo de Javier Sáez Valero, del Instituto de Neurociencias en Alicante CSIC-UMH demostró que la proteína beta amiloide provoca el fallo de otra proteína implicada en la memoria y el aprendizaje, denominada Reelina. Además, comprobaron que el gen ApoE4, principal factor de riesgo para desarrollar Alzheimer, interfiere también negativamente en el control de la proteína Reelina. El equipo del doctor Sáez-Valero es pionero en el estudio del papel de esta proteína que podría participar en la pérdida de memoria y la dificultad de aprendizaje características de la enfermedad de Alzheimer. Con este trabajo publicado en FASEB Journal descifraron parte del mecanismo por el que esta proteína falla en su importante función.

5-Reforzar las redes neuronales de la memoria: La colaboración de neurocientíficos y físicos ha permitido localizar grupos de neuronas, desconocidos hasta ahora, que son fundamentales para la consolidación de la memoria. El laboratorio del doctor Santiago Canals, del Instituto de Neurociencias en Alicante UMH-CSIC, aportó su experiencia pionera en el estudio de las redes de memoria. Y, al otro lado del Atlántico, el doctor Hernán Makse y su equipo, del Instituto Levich de Física de la Universidad de la Ciudad de Nueva York, contribuyeron son sus investigaciones de vanguardia en el análisis de redes complejas. "El resultado ha sido una sorpresa", explica el doctor Canals, porque "los nodos críticos para el funcionamiento de las redes de memoria del hipocampo se localizan, en realidad, en el núcleo accumbens, una estructura que forma parte del sistema de recompensa del cerebro. Un hallazgo que no hubiéramos podido predecir a priori sin este nuevo enfoque. El trabajo abre la posibilidad de identificar alteraciones críticas en la conectividad funcional del cerebro y emplearlas como diana para el tratamiento de enfermedades neurológicas y psiquiátricas. El trabajo se publicó en Nature Communications.

6-Terapias con menos efectos secundarios para la leucemia linfoblástica aguda pediátrica: El cáncer más frecuente en edad pediátrica, que representa aproximadamente 25 % de los diagnósticos en niños menores de 15 años. Aunque la tasa de supervivencia es alta, aproximadamente del 90%, los efectos secundarios del tratamiento, como el deterioro neurocognitivo, pueden persistir durante meses o años una vez superada la leucemia. El laboratorio de María Domínguez, del Instituto de Neurociencias en Alicante UMH-CSIC, ha logrado mostrar por primera vez que la inflamación oculta totalmente a las células tumorales, dotándolas con una especie de "manto de invisibilidad" que impide que el sistema inmune las detecte. Además, pusieron a punto un sistema de cribado que permitirá seleccionar fármacos ya en uso contra procesos inflamatorios que puedan ser eficaces en este cáncer infantil, sin efectos secundarios. En un proyecto conjunto con la Fundación Científica de la Asociación Española Contra el Cáncer, se profundizan en este hallazgo y en otros fármacos identificados en este estudio de uso clínico en enfermedades inflamatorias, que permitan un abordaje con menos efectos secundarios. El trabajo se publicó en Cell Reports.

7-El "ojo seco" fantasma: Después de la cirugía láser para corregir defectos de visión como la miopía, los pacientes tienen sensación de ojo seco que persiste varios meses. En muchos casos, realmente no existe una falta de lágrimas que justifique los síntomas, pero el daño provocado a los nervios sensoriales de la córnea durante la intervención confunde al cerebro y crea la sensación falsa de sequedad o "sequedad fantasma". Las responsables de esta sensación fantasma son las neuronas que detectan el frío en la superficie del ojo, como acaba de descubrir el Grupo de Neurobiología Ocular del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC liderado por Carlos Belmonte. El hallazgo es un paso importante para buscar solución a este problema tan frecuente que persiste mientras las terminaciones nerviosas periféricas del ojo se regeneran de forma muy lenta y en algunos casos incompleta. El hallazgo lo publicó como artículo destacado la revista "Investigative Ophthalmology & Visual Science".

8-Aprendizaje silencioso: La capacidad de aprender a pesar de que la activación de neuronas esté prácticamente ausente, es otra aportación muy reciente del Instituto de Neurociencias de Alicante CSIC-UMH. Es diferente del concepto clásico de aprendizaje latente, que se refiere al que ocurre en ausencia de recompensa. La idea conceptualmente interesante es que una red neuronal a veces puede cambiar el patrón de ponderaciones sinápticas manteniéndolo "en secreto" para algunas neuronas. El Hallazgo, liderado por Richard G.M. Morris, codirector de la Cátedra de Neurobiología Remedios Caro Almela, sugiere que la plasticidad sináptica puede estar oculta crípticamente bajo condiciones en las que se evita la expresión en red de la formación de trazas de memoria. Este aprendizaje puede ocurrir con más frecuencia de lo que generalmente se aprecia y, de hecho, puede ser una característica de varios aspectos del aprendizaje cognitivo (Current Biology).

9-Avances en Huntington: El grupo de Neurobiología de la sinapsis del IN CSIC-UMH, dirigido por la doctora Isabel Pérez Otaño, ha demostrado en ratones que la reactivación de la expresión de un receptor denominado GluN3A en adultos es la base de la enfermedad de Huntington, una enfermedad neurodegenerativa caracterizada por movimientos involuntarios, síntomas psiquiátricos y demencia para la que actualmente no hay cura o tratamiento para retardarla. Inactivando las neuronas que expresan ese receptor GluN3A el grupo de Pérez-Otaño ha conseguido detener en ratones el proceso patógeno neutralizando acontecimientos claves del inicio de la enfermedad que previnen la destrucción de las sinapsis, la disfunción cognitiva y motora y reduce la pérdida de neuronas. Se trata de un primer paso esperanzador que propone al receptor GluN3A como un objetivo terapéutico para frenar los mecanismos patogénicos tempranos en la EH. El trabajo se publicó en Molecular Therapy.

10-Un compuesto del cannabis contra las adicciones: El cannabidiol, uno de los componentes más abundantes de la marihuana (cannabis sativa), sin efectos adictivos, puede ser útil para tratar la adicción al alcohol y a la marihuana. Lo ha descubierto el grupo de Neuropsicofarmacología Traslacional del Instituto Neurociencias en Alicante UMH-CSIC, que dirigido Jorge Manzanares. El trabajo, demuestra en modelos animales que el cannabidiol reduce la abstinencia, ansiedad y los cambios que se producen el cerebro. Además, comprobaron que la combinación de dosis bajas del cannabidiol con el fármaco más usado contra el alcoholismo, la naltrexona, es más efectiva para reducir el consumo de alcohol que cada uno de ellos por separado. El grupo del doctor Manzanares ha descubierto también cómo el cannabidiol regula la expresión de los genes relacionados con el eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal en respuesta al estrés agudo (Journal of Psychopharmacology).

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